CN103840326A

CN103840326A - 一种带有故障指示的电流插座

Info

Publication number: CN103840326A
Application number: CN201410106746.0A
Authority: CN
Inventors: 李艳坤; 景璟
Original assignee: North China Electric Power University
Current assignee: North China Electric Power University
Priority date: 2014-03-13
Filing date: 2014-03-13
Publication date: 2014-06-04
Anticipated expiration: 2034-03-13
Also published as: CN103840326B

Abstract

本发明涉及一种同轴连接件，尤其涉及一种带有故障指示的电工实验用电流插座。为了克服现有电流插座在实验中出现故障比较隐蔽的问题，本发明提供了一种带故障指示的电流插座。其特征是：所述电流插座包括二芯同轴插座和故障指示电路，二芯同轴插座与故障指示电路并联。正常情况下电流插座都应是导通状态。由于接触电阻和串入电流表内阻很小，电流插座两端电压也很小。但在故障时电流插座开路，两端电压显著增大，当插座两端电压超过阈值时故障指示电路报警。达到指示电流插座发生故障的目的。

Description

一种带有故障指示的电流插座

技术领域

本发明涉及一种同轴连接件，尤其涉及一种带有故障指示的电工实验用电流插座。

背景技术

高校电工实验中经常要测量一个电路里多个支路的电流。因此需要学生反复接线串入电流表。为缩短实验时间，避免学生在接线过程中发生触电危险，目前在一些教学仪器厂家生产的教学实验电路上会安装二芯同轴插座作为电流表串入装置，称作电流插座。二芯同轴插座的原理如图1所示，二芯同轴插座的套端与控制端是连通的。没有插头插入时插座套端经过控制端与插座芯端连通，插座导通。串接有电流表的二芯同轴插头插入插座时插座芯端与控制端断开，插座套端经过插头套端、电流表、插头芯端与插座芯端相连，电流表就串入电路中，插座仍然导通。利用插头与插座可以使实验中电流测量更加安全、方便、快捷。但电流插座经过长时间频繁插拔，插座内弹簧片发生塑性变形，接触变得不可靠。有时在插头拔出后插座的弹簧片不能复位，使该插座所在支路开路，整个实验电路发生变化。而且插头再次插入故障插座时一般仍能测出电流，故障有时甚至会消失。故障的发生比较隐蔽，难以被发现和排除。这种情况下学生的测量数据就会出错。有时整个实验甚至都要重新再做一遍。严重影响教学效果。

发明内容

为了克服现有电流插座在实验中出现故障比较隐蔽的问题，本发明提供了一种带故障指示的电流插座，电流插座发生开路故障时能给出直观的警示。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：无论有无插头插入，正常情况下电流插座都应是导通状态。由于接触电阻和串入电流表内阻很小，电流插座两端电压也很小。但在故障时电流插座开路，两端电压显著增大，因此通过在插座两端并联故障指示电路，当插座两端电压超过阈值时故障指示电路报警。达到指示电流插座发生故障的目的。

本发明的有益效果是，电流插孔发生开路故障时能给出直观的警示，故障指示电路结构简单，成本低廉，具有较强的经济实用性。

附图说明

图1是二芯同轴插座和插头的原理图。

图2是本发明第一个实施例的电路原理图。

图3是本发明第二个实施例的电路原理图。

图4是本发明第三个实施例的电路原理图。

图中1.插座芯端，2.控制端，3.插座套端，4.插头套端，5.插头芯端。

具体实施方式

在图2所示实施例一中，连接在实验电路N上的二芯同轴插座XS两端与二极管VD1～VD4组成的整流桥输入端并联，二极管整流桥输出端与由二极管VD5和VD6串联组成的支路并联，VD5的正极与限流电阻R1串联后与三极管VT的基极相连，VD6负极与三极管VT的发射极相连，电池GB正极经过发光二极管VD7、限流电阻R2、三极管VT集电极、发射极、到电池负极构成回路。当二芯同轴插座XS因故障开路时，插座两端的电压通过整流桥使三极管VT开通，发光二极管VD7所在回路导通并发光报警。

具体元件选择：VD1～6选用IN4007，VT选用8050，电池GB取3V，R1取100Ω，R2取100Ω，发光二极管VD7选红光的硫砷化稼LED，正向压降VF=1.5～1.7V，工作电流IF=10mA。本实施例中的电流插座可适用不同的实验电路，电路简单。缺点是报警电压阈值稍大，约1.7～1.9V。如果VD1～4和VT选择锗管或肖特基管可以降低报警电压阈值到1V左右。

在图3所示实施例二中，二极管VD1和VD4正极分别与实验电路N上的二芯同轴插座XS两端相连，VD1与VD4负极相连，二极管VD2与VD1反向并联，二极管VD3与VD4反向并联，VD1正极串联一个限流电阻R1后与三极管VT1的基极连接，VD1负极与三极管VT1的发射极相连，电池GB1正极经过发光二极管VD5、限流电阻R2、三极管VT1集电极、发射极、到电池GB1负极构成回路。VD4正极串联一个限流电阻R3后与三极管VT2的基极连接，VD4负极与三极管VT2的发射极相连，电池GB2正极经过发光二极管VD6、限流电阻R4、三极管VT2集电极、发射极、到电池GB2负极构成回路。当二芯同轴插座XS因故障开路时，两端电压如果与VD1和VD3同向，则三极管VT1开通，发光二极管VD5所在回路导通并发光报警。两端电压如果与VD2和VD4同向，则三极管VT2开通，发光二极管VD6所在回路导通并发光报警。

具体元件选择：VD1～VD4选用IN4007，VT1和VT2选用锗管，电池GB1、GB2取3V，R1和R3取100Ω，R2和R4取150Ω，发光二极管VD5和VD6选红光的硫砷化稼LED，正向压降VF=1.5～1.7V，工作电流IF=10mA。本实施例中的电流插座可适用不同的实验电路，电路比实施例一稍复杂，报警电压阈值约为0.9～1V，如果VD1和VD3选用锗二极管，报警电压阈值约为0.5～0.6V。

在图4所示实施例三中，四电压比较器LM339中的比较器A1的同向输入端与比较器A2的反向输入端连接，Vcc与地之间串联电阻R1、R2、R3和R4，其中R1与R2的连接点与比较器A1的反向输入端连接，R3与R4的连接点与比较器A2的同向输入端连接，实验电路N上的二芯同轴插座XS的一端与比较器A1的同向输入端连接，XS的另一端和R2与R3的连接点连接，Vcc经过上拉电阻R5、发光二极管VD3与比较器A1和A2的输出端连接，二极管VD1和VD2反向，分别并联在二芯同轴插座XS的两端。当二芯同轴插座XS因故障开路时，两端电压如果超出了Vcc和R1、R2、R3、R4确定的比较电压窗口，比较器输出低电平，发光二极管VD3导通并发光报警。

具体元件选择：VD1和VD2选用IN4007，Vcc取5V，R1和R4取40.2KΩ，R2和R3取10KΩ，R5取330Ω，发光二极管VD3选红光的硫砷化稼LED，正向压降VF=1.5～1.7V，工作电流IF=10mA。本实施例中的电流插座可适用不同的实验电路，报警电压阈值为0.5V，可以通过改变R1～R4的阻值来调节报警电压阈值，缺点是功耗稍高。

以上所述仅是本发明的较佳实施例，并不用于限制本发明，凡是在本发明原则之内所作的修改、等同替换等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims

1.一种带有故障指示的电流插座，其特征是：所述电流插座包括二芯同轴插座和故障指示电路，二芯同轴插座与故障指示电路并联，当二芯同轴插座两端电压超过阈值时故障指示电路报警。

2.根据权利要求1所述的电流插座，其特征是：连接在实验电路N上的二芯同轴插座XS两端与二极管VD1～VD4组成的整流桥输入端并联，二极管整流桥输出端与由二极管VD5和VD6串联组成的支路并联，VD5的正极与限流电阻R1串联后与三极管VT的基极相连，VD6负极与三极管VT的发射极相连，电池GB正极经过发光二极管VD7、限流电阻R2、三极管VT集电极、发射极、到电池负极构成回路。

3.根据权利要求1所述的电流插座，其特征是：二极管VD1和VD4正极分别与实验电路N上的二芯同轴插座XS两端相连，VD1与VD4负极相连，二极管VD2与VD1反向并联，二极管VD3与VD4反向并联，VD1正极串联一个限流电阻R1后与三极管VT1的基极连接，VD1负极与三极管VT1的发射极相连，电池GB1正极经过发光二极管VD5、限流电阻R2、三极管VT1集电极、发射极、到电池GB1负极构成回路。VD4正极串联一个限流电阻R3后与三极管VT2的基极连接，VD4负极与三极管VT2的发射极相连，电池GB2正极经过发光二极管VD6、限流电阻R4、三极管VT2集电极、发射极、到电池GB2负极构成回路。

4.根据权利要求1所述的电流插座，其特征是：四电压比较器LM339中的比较器A1的同向输入端与比较器A2的反向输入端连接，Vcc与地之间串联电阻R1、R2、R3和R4，其中R1与R2的连接点与比较器A1的反向输入端连接，R3与R4的连接点与比较器A2的同向输入端连接，实验电路N上的二芯同轴插座XS的一端与比较器A1的同向输入端连接，XS的另一端和R2与R3的连接点连接，Vcc经过上拉电阻R5、发光二极管VD3与比较器A1和A2的输出端连接，二极管VD1和VD2反向，分别并联在二芯同轴插座XS的两端。